DE202020100898U1

DE202020100898U1 - Geneigter Käfig und Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt

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Publication number: DE202020100898U1
Application number: DE202020100898.6U
Authority: DE
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2030-02-20
Also published as: JP7243278B2; CN211778525U; JP2020133809A

Abstract

Ein geneigter Käfig, der derart ausgebildet ist, dass der gesamte geneigte Käfig integral aus Kunstharz hergestellt ist, wobei der geneigte Käfig aufweist:
ein ringförmiges Randteil mit kleinem Durchmesser;
ein Pfostenteil, das geneigt ist und sich von mehreren Positionen mit gleichen Abständen in Umfangsrichtung des Randteils mit kleinem Durchmesser radial sich so nach außen erstreckt, dass es nahe an der einen axial liegenden Seite des geneigten Käfigs ist; und
eine Tasche, die ausgebildet ist, eine Kugel drehbar zu halten, und die ein Teil ist, der von dem Randteil mit dem kleinen Durchmesser und einem Paar der Pfostenteile, die in einer Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, umgeben wird,
wobei eine Innenfläche der Tasche aufweist:
eine axial liegende Seitenfläche des Randteils mit kleinem Durchmesser;
eine innere Seitenführungsfläche, die eine konkave gekrümmte Oberfläche ist, die das andere axial liegende Seitenteil eines radialen inneren Seitenteils bildet; und
eine äußere Seitenführungsfläche, die eine konkave gekrümmte Oberfläche ist, die das eine axial liegende Seitenteil eines radialen äußeren Seitenteils bildet,
wobei ein Teil der Innenfläche der Tasche, der von der inneren Seitenführungsfläche und der äußeren Seitenführungsfläche abweicht, eine zurückgezogene Fläche ist, die an einer Position liegt, die von einer Abrollfläche der Kugel in Bezug auf die innere Seitenführungsfläche und die äußere Seitenführungsfläche zurückgezogen ist, und
wobei die innere Seitenführungsfläche und die äußere Seitenführungsfläche durch die zurückgezogene Fläche getrennt sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen geneigten Käfig, der geeignet ist, mehrere Kugeln zu halten, und der ein Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt bildet, und die Erfindung betrifft ein Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt, das den geneigten Käfig aufweist.
HINTERGRUND
Es ist ein geneigter Käfig, der aus Kunstharz mit einer im Wesentlichen rohrartigen konischen Form aufgebaut ist, als ein Käfig bekannt, der dazu geeignet ist, mehrere Kugeln in abrollender Weise zu halten, und der Bestandteil eines Kugellagers mit abgewinkeltem Kontakt ist.
Als speziellen Aufbau dieses geneigten Käfigs beschreibt beispielsweise JP-A-2010-127323 (Patentschrift 1) einen kronenförmigen Aufbau, in welchem ein ringförmiges Randteil nur auf einer Seite mit kleinem Durchmesser jeweils mehrerer Taschen bzw. Einbuchtungen zum Halten von Kugeln vorgesehen ist, und eine Seite mit großem Durchmesser jeweils der mehreren Taschen ist offen. Beispielsweise beschreibt JP-A-2018-59546 (Patentschrift 2) einen Aufbau, in welchem ringförmige Randteile sowohl auf der Seite mit kleinem Durchmesser als auch auf der Seite mit großem Durchmesser jeder von mehreren Taschen vorgesehen sind. In jedem dieser geneigten Käfige ist eine Innenfläche jeder der Taschen eine kugelförmige konkave Oberfläche, deren Krümmungsradius geringfügig größer ist als ein Krümmungsradius einer Kugelabrollfläche.

Patentschrift 1: JP-A-2010-127323
Patentschrift 2: JP-A-2018-59546

ÜBERBLICK
Die konventionellen geneigten Käfige, wie sie zuvor beschrieben sind, bieten Platz für Verbesserungen im Hinblick auf die folgenden Aspekte.
Das heißt, um eine Lebensdauer des Kugellagers mit abgewinkeltem Kontakt zu verlängern, ist es effizient, ein Kontaktteil zwischen einem äußeren Laufring und einem inneren Laufring und der Kugelabrollfläche mit einem Schmiermittel, etwa Fett oder dergleichen, zu schmieren, und einen Schmierzustand des Kontaktteils über eine lange Zeitdauer hinweg effizient aufrechtzuerhalten. Wenn daher beispielsweise die Kugel rollt, ist es wünschenswert, das Schmiermittel, das an der Kugelabrollfläche zwischen dem äußeren Laufring und dem inneren Laufring anhaftet, effizient umzuwälzen.
Wenn jedoch gemäß den konventionellen geneigten Käfigen beispielsweise ein Innendurchmesser jeder der Taschen näherungsweise gleich einem Außendurchmesser jeder der Kugeln ist, sodass ein Herausfallen der Kugeln aus der Tasche während der Montage des Kugellagers mit abgewinkeltem Kontakt verhindert wird, oder dass verhindert wird, dass eine Lage des geneigten Käfigs während des Betriebs des Kugellagers mit abgewinkeltem Kontakt instabil wird, dann wird das Schmiermittel, das an der Kugelabrollfläche anhaftet, mit hoher Wahrscheinlichkeit an einer Öffnungskante jeder der Taschen abgerieben, wenn die Kugel abrollt. Folglich ist es schwierig, das Schmiermittel, das an der Kugelabrollfläche zwischen dem äußeren Laufring und dem inneren Laufring anhaftet, effizient umzuwälzen.
Im Hinblick auf die vorgenannten Umstände stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Aufbau bereit, der in der Lage ist, in effizienter Weise ein Schmiermittel, das an einer Kugelabrollfläche zwischen einem äußeren Laufring und einem inneren Laufring anhaftet, effizient umzuwälzen, selbst wenn ein Innendurchmesser einer Tasche näherungsweise gleich einem Außendurchmesser einer Kugel ist.
Ein geneigter Käfig gemäß der vorliegenden Erfindung ist so ausgebildet, dass er insgesamt integral aus Kunstharz aufgebaut ist und ein ringförmiges Randteil mit kleinem Durchmesser und ein Pfostenteil aufweist, das geneigt ist und sich radial nach außen erstreckt, sodass es nahe an einer axialen Seite des geneigten Käfigs von mehreren Positionen mit gleichen Umfangsabständen des Randteils mit kleinem Durchmesser ist. Ein Teil, der von dem Randteil mit kleinem Durchmesser und den Pfostenteilen in Form eines Paares, die benachbart zueinander in Umfangsrichtung sind, umgeben ist, ist als eine Tasche abgegrenzt, die geeignet ist, eine Kugel zu halten, sodass diese drehbar ist.
Eine Innenfläche der Tasche beinhaltet die eine axial liegende Seitenfläche des Randteils mit kleinem Durchmesser, eine Innenseitenführungsfläche bzw. innere Seitenführungsfläche, die eine konkave gekrümmte Oberfläche ist, die das eine axial liegende Seitenteil eines radialen inneren Seitenteils bildet, ist, und eine Außenseitenführungsfläche bzw. äußere Seitenführungsfläche, die eine konkave gekrümmte Oberfläche ist, die das eine axial liegende Seitenteil eines radial äußeren Seitenteils bildet. Ein Teil der Innenfläche der Tasche, der von der inneren Seitenführungsfläche und der äußeren Seitenführungsfläche abweicht, ist eine zurückgezogene Fläche, die an einer Position angeordnet ist, die von einer Abrollfläche der Kugel im Vergleich zu der inneren Seitenführungsfläche und der äußeren Seitenführungsfläche zurückgezogen ist. Die innere Seitenführungsfläche und die äußere Seitenführungsfläche sind durch die zurückgezogene Fläche getrennt.
In dem geneigten Käfig gemäß der vorliegenden Erfindung kann das eine axial liegende Endteil des Pfostenteils ein freies Ende sein.
In diesem Falle kann ein Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche an einem Zwischenteil in Umfangsrichtung am größten sein, und er kann mit zunehmendem Abstand von dem Zwischenteil in Umfangsrichtung an beiden umfangsrichtungsseitigen Teilen abnehmen.
Ein Krümmungsradius der äußeren Seitenführungsfläche kann kleiner sein als der Krümmungsradius des Zwischenteils in Umfangsrichtung der inneren Seitenführungsfläche.
Der geneigte Käfig gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ferner ein Randteil mit großem Durchmesser, das eine ringförmige Gestalt mit einem größeren Durchmesser als derjenige des Randteils mit kleinem Durchmesser hat, das koaxial zu dem Randteil mit kleinem Durchmesser angeordnet ist und das mit dem axial auf einer Seite liegendem Endteil des Pfostenteils verbunden ist. Ein Teil, der von dem Randteil mit kleinem Durchmesser, dem Randteil mit großem Durchmesser und den Pfostenteilen in Form eines Paares, die in einer Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, umgeben ist, kann als die Tasche abgegrenzt sein. Die äußere Seitenführungsfläche kann eine konkave gekrümmte Oberfläche sein, die die axial eine Seitenfläche des Randteils mit großem Durchmesser beinhaltet.
In diesem Falle kann ein Krümmungsradius jeweils der inneren Seitenführungsfläche und der äußere Seitenführungsfläche an einem Zwischenteil in Umfangsrichtung am größten sein, und er kann mit zunehmendem Abstand von den Zwischenteilen in Umfangsrichtung an beiden umfangsrichtungsseitigen Teilen abnehmen.
Das Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Außenringelement mit einem abgewinkelten äußeren Laufring auf einer inneren peripheren Oberfläche davon, ein Innenringelement mit einem abgewinkelten inneren Laufring auf einer äußeren peripheren Oberfläche, mehrere Kugeln, die zwischen dem äußeren Laufring und dem inneren Laufring angeordnet sind, und einen Käfig, der geeignet ist, die mehreren Kugeln zu halten.
Der Käfig ist der erfindungsgemäße geneigte Käfig.
Das Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch als ein Nabenbaugruppenlager verwendet werden, das ausgebildet ist, ein Rad eines Fahrzeugs auf einer Aufhängeeinrichtung drehbar zu halten.
Erfindungsgemäß kann das Schmiermittel, das an der Kugelabrollfläche anhaftet, in effizienter Weise zwischen dem äußeren Laufring und dem inneren Laufring rezirkuliert werden, selbst wenn der Innendurchmesser der Tasche des geneigten Käfigs näherungsweise dem Außendurchmesser der Kugel entspricht.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Nabenbaugruppenlager gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Seitenansicht eines geneigten Käfigs gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung aus einer axial liegenden einen Seite (Seite eines Pfostenteils).
3 ist eine Seitenansicht des geneigten Käfigs gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung aus der einen axial liegenden Seite (Seite des Randteils mit kleinem Durchmesser).
4A ist eine vergrößerte Ansicht eines oberen Teils der 2, und 4B ist eine vergrößerte Ansicht eines oberen Teils der 3.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 4A.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des geneigten Käfigs gemäß der ersten Ausführungsform in einer Umfangsrichtung, wenn die Betrachtung von der Seite eines Innendurchmessers her der einen axial liegenden Seite (der Seite des Pfostenteils) erfolgt.
7A ist eine Teilquerschnittsansicht des geneigten Käfigs gemäß der ersten Ausführungsform, und 7B ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Position in einer Links-Rechts-Richtung und einem Krümmungsradius einer Innenfläche einer Tasche in 7A zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die ein Nabenbaugruppenlager gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine Teilquerschnittsansicht eines geneigten Käfigs gemäß der zweiten Ausführungsform.
10A ist eine Teilquerschnittsansicht des geneigten Käfigs gemäß der zweiten Ausführungsform, und 10B ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Position in einer Links-Rechts-Richtung und einem Krümmungsradius einer Innenfläche einer Tasche in 10A zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Erste Ausführungsform]
Mit Verweis auf 1 bis 7B ist die erste Ausführungsform beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, wonach ein Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt, das einen geneigten Käfig gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, in einem Nabenbaugruppenlager (ein doppelreihiges Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt) verwendet wird, das wiederum ausgebildet ist, ein Rad eines Fahrzeugs auf einer Aufhängungseinrichtung drehbar zu halten.
Ein Nabenbaugruppenlager 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein sogenanntes Nabenbaugruppenlager der ersten Generation und beinhaltet einen äußeren Ring 2, der einem Außenringelement entspricht, zwei Innenringe 3 als Paar (zwei), die einem Innenringelement entsprechen, mehrere Kugeln 4 und zwei geneigte Käfige 5.
Der Außenring 2 beinhaltet auf seiner inneren peripheren Fläche doppelreihige äußere Laufringe 6 mit jeweils einer abgewinkelten Form. Die beiden Innenringe 3 beinhalten entsprechend auf ihrer äußeren peripheren Fläche abgewinkelte innere Laufringe 7. Die beiden Innenringe 3 sind koaxial zu dem Außenring 2 auf einer Innendurchmesserseite des Außenrings 2 in einem Zustand angeordnet, in welchem Stirnflächen der beiden Innenringe 3 auf Seite des kleinen Durchmessers aneinander anliegen. In diesem Zustand sind die inneren Laufringe 7 der beiden Innenringe 3 in der Form einer Doppelreihe an Positionen angeordnet, die der doppelten Reihe aus äußeren Laufringen 6 in einer radialen Richtung zugewandt sind. Die mehreren Kugeln 4 sind in jeder Reihe zwischen den äußeren Doppelreihenlaufringen 6 und den inneren Doppelreihenlaufringen 7 so angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung beabstandet sind, und sie werden von den geneigten Käfigen 5 in jeder Reihe so gehalten, dass sie drehbar sind. In diesem Zustand ergibt sich ein Kontaktwinkel α für eine Anordnungsart mit Rücken-an-Rücken (DB-Anordnung) für die Kugeln 4, die in der Weise einer Doppelreihe angeordnet sind.
In einem Zustand nach Montage an dem Fahrzeug ist der Außenring 2 an einem Scharniergelenk angeordnet und daran befestigt, das Bestandteil der Aufhängungsvorrichtung (nicht gezeigt) ist. Andererseits sind die beiden Innenringe 3 extern an einer Nabenwelle (nicht gezeigt), die einen Nabenflansch enthält, der zum Halten des Rads ausgebildet ist, angeordnet und befestigt. Daher ist in dem Nabenbaugruppenlager 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Außenring 2 ein stationärer Ring, der sich nicht dreht, wenn das Nabenbaugruppenlager 1 in Benutzung ist, und die beiden Innenringe 3 sind Drehringe, die sich drehen, wenn das Nabenbaugruppenlager 1 in Verwendung ist.
Beide axialen Endöffnungen eines Innenraums 8, der zwischen der inneren peripheren Fläche des Außenrings 2 und der äußeren peripheren Fläche der beiden Innenringe 3 gebildet ist, sind durch Kombinationsdichtringe 9 verschlossen. Die Kombinationsdichtringe 9 verhindern, dass Schmiermittel, das ein Schmiermittel ist, das in dem Innenraum 8 angeordnet ist, durch die beiden axialen Endöffnungen des Innenraums 8 in den Außenraum gelangt, und sie verhindern, dass Material von außen, etwa Schmutzwasser oder dergleichen, das in dem Außenraum vorhanden ist, durch die beiden axialen Endöffnungen des Innenraums 8 in den Innenraum 8 eindringt.
Der geneigte Käfig 5 ist so ausgebildet, dass er insgesamt integral in einer im Wesentlichen rohrförmigen konischen Form durch Spritzgießen eines Kunstharzes gebildet ist. Insbesondere hat der geneigte Käfig 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Aufbau, der als Kronenform bezeichnet wird. Das heißt, die geneigten Käfige 5 beinhalten ringförmige Randteile mit kleinem Durchmesser 10 und Pfostenteile 11. Die Postenteile 11 sind geneigt und erstrecken sich radial nach außen, sodass sie nahe an der axial liegenden einen Seite jedes geneigten Käfigs 5 ausgehend von mehreren Positionen der Randteile mit kleinem Durchmesser 10 unter gleichen Abständen in der Umfangsrichtung sind. Ein axial auf einer Seite liegendes Endteil jedes Pfostenteils 11 ist ein freies Ende. Ein Teil, der von drei Seiten durch das Randteil mit kleinem Durchmesser 10 und zwei der Pfostenteile 11, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, umgeben ist, ist als eine Tasche 12 ausgebildet, die geeignet ist, die Kugel 4 drehbar zu halten.
Die beiden geneigten Käfige 5 sind in Bezug auf eine axiale Richtung umgekehrt montiert. In Bezug auf die geneigten Käfige 5 ist die axial liegende eine Seite bzw. die axial eine Seite eine rechte Seite des geneigten Käfigs 5 in einer rechten Seitenreihe in 1, und die axial liegende eine Seite bzw. die axial eine Seite ist eine linke Seite des geneigten Käfigs 5 in einer linken Seitenreihe der 1. In Bezug auf die geneigten Käfige 5 ist die axial liegende andere Seite bzw. die axial andere Seite eine linke Seite des geneigten Käfigs 5 in der rechten Seitenreihe in 1, und die axial liegende andere Seite ist eine rechte Seite des geneigten Käfigs 5 in der linken Seitenreihe der 1.
Das Randteil mit kleinem Durchmesser beinhaltet einrastende Vorsprünge 24, die weiter als ihr peripherer Teil an mehreren Umfangspositionen eines inneren peripheren Teils radial nach innen hervorstehen. Die einrastenden Vorsprünge 24 sind mit Rastnuten 25 im Eingriff, die jeweils über einen gesamten Umfang einer äußeren peripheren Fläche eines Seitenteils mit kleinem Durchmesser jedes Innenrings 3 ausgebildet sind. Folglich wird verhindert, dass der Innenring 3 in der axialen Richtung ausgehend von der Seite des Innendurchmessers des Außenrings 2 in einem Zustand nach außen springt, in welchem das Nabenbaugruppenlager 1 montiert ist. Wenn die vorliegende Erfindung eingerichtet wird, können jedoch die einrastenden Vorsprünge 24 und die Rastnuten 25 weggelassen werden.
Die geneigten Käfige 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden hergestellt durch Spritzgießen und ein axiales Ziehen unter Anwendung einer fixierten Form 12 und einer beweglichen Form 14, die in der axialen Richtung in Bezug auf die fixierte Form 13 beweglich ist, wie dies durch die virtuellen Linien (zweifach punktgestrichelte Linien) in 5 angegeben ist. Ein radial äußeres Seitenteil einer Innenfläche der Tasche 12 wird durch die fixierte Form 13 gebildet, und ein radial inneres Seitenteil der Innenfläche der Tasche 12 wird durch die bewegliche Form 14 gebildet. Folglich wird eine Grenze zwischen dem radialen äußeren Seitenteil und dem radialen inneren Seitenteil der Innenfläche der Tasche 12 mit einer Trennungslinie 15 gebildet, die an einem anliegenden Teil zwischen der fixierten Form 13 und der beweglichen Form 14 zum Zeitpunkt des Spritzgießens angeordnet ist. Die Trennungslinie 15 erstreckt sich in der axialen Richtung entlang der Innenfläche der Tasche 12 von der radialen äußeren Endkante 28 des Endteils mit kleinem Durchmesser 10 zu einer radialen inneren Endkante 29 einer Endkante jedes Pfostenteils 11 auf der axial liegenden einen Seite, und ist geringfügig radial nach außen geneigt, so dass sie nahe an der axial liegenden einen Seite ist. Nach dem Spritzgießen wird die bewegliche Form 14 zur rechten Seite hin in Bezug auf den geneigten Käfig 5 bewegt, wie in 5 gezeigt ist, und anschließend wird der geneigte Käfig 5, der ein Gießprodukt ist, durch Schieben des geneigten Käfigs 5 zur rechten Seite mittels eines Auswurfstifts (nicht gezeigt) aus der fixierten Form 13 herausgenommen.
Der radial innere Seitenteil (ein Teil, der radial nach innen zeigend zu der Trennungslinie 15 liegt) der Innenfläche der Tasche 12 beinhaltet eine axial liegende eine Seitenfläche des Randteils mit kleinem Durchmesser 10 und einen radialen inneren Seitenteil einer Umfangsseitenfläche jedes Pfostenteils 11. Der radiale innere Seitenteil der Innenfläche der Tasche 12 beinhaltet eine innere Seitenführungsfläche 16, die einen axial liegenden anderen Seitenteil bildet, und eine innere Seitenrückzugsfläche 17, die den einen axial liegenden Seitenteil bildet.
In der vorliegenden Ausführungsform liegt eine Grenzlinie 18 zwischen der inneren Seitenführungsfläche 16 und der Innenseitenrückzugsfläche 17 axial auf der anderen Seite in Bezug auf eine Kontaktwinkellinie γ (siehe 1). Die Kontaktwinkellinie γ ist eine gerade Linie (eine gerade Linie, die durch einen Mittelpunkt der Kugel 4 in einer Richtung des Kontaktwinkels α verläuft), die eine Mittelpunktposition C_o eines Kontaktteils des äußeren Laufrings 6 und der Kugel 4 und eine Mittepunktposition C_i eines Kontaktteils des inneren Laufrings 7 und der Kugel 4 verbindet. Dabei liegt die gesamte Innenseitenführungsfläche 16 auf der axial liegenden anderen Seite in Bezug auf die Kontaktwinkellinie γ. Die innere Seitenführungsfläche 16 ist eine konkave gekrümmte Oberfläche, die entlang einer Abrollfläche der Kugel 4 gekrümmt ist und einen Krümmungsradius hat, der geringfügig größer ist als ein Krümmungsradius der Kugel 4. Jedoch ist die konkave gekrümmte Oberfläche nicht eine konkave gekrümmte Oberfläche (eine konkave Kugelfläche), die einen gänzlich gleichbleibenden Krümmungsradius hat. Das heißt, die Innenseitenführungsfläche 16 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in drei Teile unterteilt, d. h., einen unteren Teil bzw. Bodenteil 30, der in einem Zwischenteil in Umfangsrichtung liegt, und zwei Seitenteile 31 in Form eines Paares, die auf beiden Seitenteilen in Umfangsrichtung liegen, und der untere Teil 30 und die Seitenteile 31 sind über eine Grenzlinie 32 miteinander in Kontakt. Wie in 7A und7B gezeigt ist, ist ein Krümmungsradius des unteren Teils 30 größer als ein Krümmungsradius des Seitenteils 31. Der Krümmungsradius des Seitenteils 31 wird mit zunehmendem Abstand in einer Richtung einer Drehachse β der Kugel 4 ausgehend von dem unteren Teil 30 kleiner. Dabei verläuft die Drehachse β der Kugel 4 durch den Mittelpunkt der Kugel 4 und ist senkrecht zu der Kontaktwinkellinie γ. Wenn die vorliegende Erfindung umgesetzt wird, dann können die Grenzlinie 32 des unteren Teils 30 und das Seitenteil 31 an einer Position angeordnet werden, die sich von der dargestellten Position unterscheidet. Wenn die vorliegende Erfindung umgesetzt wird, dann kann die innere Seitenführungsfläche eine konkave gekrümmte Oberfläche (eine konkave Kugelfläche) mit einem gänzlich gleichbleibenden Krümmungsradius sein.
Die Innenseitenrückzugsfläche bzw. die zurückgezogene Innenseitenfläche 17 ist eine zylindrische konkave Oberfläche, die auf einer Mittelachse parallel zu einer Mittelachse des geneigten Käfigs 5 zentriert ist. Die Grenzlinie 18 der Innenseitenrückzugsfläche 17 und der inneren Seitenführungsfläche 16 ist ein Bogen, der in einer virtuellen Ebene senkrecht zu der Mittelachse des geneigten Käfigs 5 vorhanden ist.
Andererseits beinhaltet der radiale äußere Seitenteil (ein Teil, der radial außerhalb der Trennungslinie 15 liegt) der Innenfläche der Tasche 12 einen radialen äußeren Seitenteil der Umfangsseitenfläche jedes Pfostenteils 11. Der radiale äußere Seitenteil der Innenfläche der Tasche 12 enthält eine äußere Seitenführungsfläche 19, die denaxial liegenden einen Seitenteil bildet, und eine äußere Seitenrückzugsfläche bzw. eine äußere zurückgezognen Seitenfläche 20, die den anderen axial liegenden Seitenteil bildet.
Eine Grenzlinie 21 der äußeren Seitenführungsfläche 19 und der äußeren Seitenrückzugsfläche 20 liegt auf der axial liegenden einen Seiten in Bezug auf die Kontaktwinkellinie γ. Daher ist die gesamte äußere Seitenführungsfläche 19 auf der einen axial liegenden Seite in Bezug auf die Kontaktwinkellinie γ angeordnet. Das heißt, die äußere Seitenführungsfläche 19 liegt auf der einen axial liegenden Seite und einer äußeren radialen Seite in Bezug auf die innere Seitenführungsfläche 16, und ist von der inneren Seitenführungsfläche 16 beabstandet. Die äußere Seitenführungsfläche 19 ist eine konkave gekrümmte Oberfläche, die entlang der Abrollfläche der Kugel 4 gekrümmt ist und einen Krümmungsradius hat, der geringfügig größer ist als der Krümmungsradius der Kugel 4. Die konkave gekrümmte Oberfläche ist eine konkave gekrümmte Oberfläche (eine konkave Kugelfläche) mit einem gänzlich bzw. stets gleichbleibenden Krümmungsradius. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Krümmungsradius der äußeren Seitenführungsfläche 19 kleiner als der Krümmungsradius des unteren Teils 30 der inneren Seitenführungsfläche 16 (der Maximalwert eines Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche 16), wie in 7B gezeigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Krümmungsradius der äußeren Seitenführungsfläche 19 kleiner als ein kleinster Wert des Krümmungsradius des Seitenteils 31 der inneren Seitenführungsfläche 16 (ein minimaler Wert des Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche 16). Wenn jedoch die vorliegende Erfindung umgesetzt werden, kann der Krümmungsradius der äußeren Seitenführungsfläche gleich oder kleiner als der maximale Wert des Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche und gleich oder größer als der minimale Wert des Krümmungsradius der ebenen Seitenführungsfläche sein.
Die äußere Seitenrückzugsfläche 20 ist eine zylindrische konkave Oberfläche, die auf einer Mittelachse parallel zu der Mittelachse des geneigten Käfigs 5 zentriert ist. Die Grenzlinie 21 der äußeren Seitenrückzugsfläche 20 und der äußeren Seitenführungsfläche 19 ist ein Bogen, der in einer virtuellen Ebene senkrecht zu der Mittelachse des geneigten Käfigs 5 vorhanden ist.
Die innere Seitenführungsfläche 16 und die äußere Seitenrückzugsfläche 20 sind über eine Stufenfläche 22, die radial nach außen zeigt, miteinander verbunden. Ein Verbindungsteil der inneren Seitenführungsfläche 16 und der Stufenfläche 22 bildet einen Teil (einen Teil, der in Bezug auf einen Punkt P in 5 und 7A auf der linken Seite liegt) der Trennungslinie 15. Die äußere Seitenführungsfläche 19 und die innere Seitenrückzugsfläche 17 sind über eine Stufenfläche 23, die radial nach innen zeigt, miteinander verbunden. Ein Verbindungsteil der äußeren Seitenführungsfläche 19 und der Stufenfläche 23 bildet einen Teil (einen Teil, der in Bezug auf einen Punkt Q in 5 und 7A auf einer rechten Seite liegt) der Trennungslinie 15. Die innere Seitenrückzugsfläche 17 und die äußere Seitenrückzugsfläche 20 sind über einen Verbindungsteil 27 miteinander in Kontakt, der zwischen Teilen liegt, an denen die innere Seitenführungsfläche 16 und die äußere Seitenführungsfläche 19 den geringsten Abstand zueinander haben. Der Verbindungsteil 27 bildet einen Teil der Trennungslinie 15 (einen Teil, der zwischen dem Punkt P und dem Punkt Q in 5 und 7A liegt).
Die Innenfläche der Tasche 12, die zuvor beschrieben ist, ist so ausgebildet, dass die innere Seitenrückzugsfläche 17, die äußere Seitenrückzugsfläche 20 und die Stufenflächen 22 und 23, die verbleibende Teile sind, die von der inneren Seitenführungsfläche 16 und der äußeren Seitenführungsfläche 19 abweichen, an einer Position liegen, die in Bezug auf die Abrollfläche der Kugel 4 im Vergleich zu der inneren Seitenführungsfläche 16 und der äußeren Seitenführungsfläche 19 zurückgezogen ist. Das heißt, ein Taschenspalt, der zwischen der Innenfläche der Tasche 12 und der Abrollfläche der Kugel 4 gebildet ist, ist größer an einer Position, die der inneren Seitenrückzugsfläche 17 und der äußeren Seitenrückzugsfläche 20 entspricht, als an einer Position, die der inneren Seitenführungsfläche 16 und der äußeren Seitenführungsfläche 19 entspricht. Die innere Seitenführungsfläche 16 und die äußere Seitenführungsfläche 19 sind durch die innere Seitenrückzugsfläche 17 und die äußere Seitenrückzugsfläche 20 getrennt, und der große Taschenspalt an der Position, die der inneren Seitenrückzugsfläche 17 und der äußeren Seitenrückzugsfläche 20 entspricht, ist stets vorhanden.
Während der Verwendung des Nabenbaugruppenlagers 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das den zuvor beschriebenen Aufbau hat, dreht sich die Kugel 4 (läuft um) um eine Mittelachse des Nabenbaugruppenlagers 1, wobei sie sich um die Drehachse β zwischen dem äußeren Laufring 6 und dem inneren Laufring 7 dreht (abrollt). In dem Nabenbaugruppenlager 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein Schmiermittel, das an der Abrollfläche der Kugel 4 während des Betriebs anhaftet, effizient zwischen dem äußeren Laufring 6 und dem inneren Laufring 7 umgewälzt werden, selbst wenn ein Innendurchmesser der Tasche 12 (ein Innendurchmesser des Seitenteils 31 der inneren Seitenführungsfläche 16 und der äußeren Seitenführungsfläche 19, die die Innenfläche der Tasche 12 bilden) so verringert wird, dass er näherungsweise einem Außendurchmesser der Kugel 4 entspricht, so dass verhindert wird, dass die Kugel 4 während der Montage aus der Tasche 12 fällt, oder verhindert wird, dass die Lage des geneigten Käfigs 5 während des Betriebs instabil wird.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist stets ein relativ großer Spalt zwischen der inneren Seitenrückzugsfläche 17 und der äußeren Seitenrückzugsfläche 20, die die Innenfläche der Tasche 12 und die Abrollfläche der Kugel 4 bilden, vorhanden, selbst wenn der Innendurchmesser der Tasche 12 reduziert wird, so dass er näherungsweise dem Außendurchmesser der Kugel 4 entspricht.
Daher dringt in der vorliegenden Ausführungsform während des Betrieb des Nabenbaugruppenlagers 1, wie es beispielsweise durch einen kurzen Pfeil in 7A gezeigt ist, das Schmiermittel, das an der Abrollfläche der Kugel 4 an dem äußeren Laufring 6 haftet, effizient ins Innere der Tasche 12 durch einen Spalt ein, der zwischen der äußeren Seitenrückzugsfläche 20 und der Abrollfläche der Kugel 4 gebildet ist. Im Hinblick auf das Schmiermittel im Inneren der Tasche 12 gilt, dass das Schmiermittel, das durch die Kanten (die Stufenfläche 22 und die Grenzlinie 21) der inneren Seitenführungsfläche 16 und der äußeren Seitenführungsfläche 19 abgeschabt wird, in einem Raum (dem Verbindungsteil 27 zwischen der inneren Seitenrückzugsfläche 17 und der äußeren Seitenrückzugsfläche 20) zwischen den Teilen gesammelt wird, an denen die innere Seitenführungsfläche 16 und die äußere Seitenführungsfläche 19 den kleinsten Abstand voneinander haben, und das Schmiermittel wandert dann effizient durch den Raum (den Verbindungsteil 27). Anschließend strömt das Schmiermittel in der Richtung des Kontaktwinkels a, wird aus der Tasche 12 nach außen abgegeben, und erreicht den inneren Laufring 7. Das Schmiermittel, das an der Kugel 4 an dem inneren Laufring 7 anhaftet, strömt ebenso effizient durch das Innere der Tasche 12 und erreicht den äußeren Laufring 6 in der dergleichen Weise, wie zuvor beschrieben ist. Selbst wenn daher bei dem Aufbau gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Innendurchmesser der Tasche 12 so reduziert wird, dass er näherungsweise dem Außendurchmesser der Kugel 4 entspricht, kann Schmiermittel, das an der Abrollfläche der Kugel 4 während des Betriebs anhaftet, effizient zwischen dem äußeren Laufring 6 und dem inneren Laufring 7 umgewälzt werden. Dadurch kann eine Lebensdauer des Nabenbaugruppenlagers 1 verlängert werden.
Wenn in der Ausführungsform die Kugel 4 während der Montage des Nabenbaugruppenlagers 1 in die Tasche 12 eingeführt wird, ist es möglich, in wirksamer Weise zu verhindern, dass ein Bodenteil der Tasche 12 geschädigt wird. Das heißt, wenn die Kugel 4 in die Tasche 12 eingeführt wird, dann wird die Kugel 4 durch einen Teil zwischen den vorderen Endteilen (die äußere Seitenführungsfläche 19) der beiden in Umfangsrichtung benachbarten Pfostenteile 11 in die Tasche 12 gedrückt, während ein Abstand zwischen den vorderen Endteilen elastisch vergrößert wird. Jedoch neigt eine Verformung des geneigten Käfigs 5, die zu diesem Zeitpunkt hervorgerufen wird, dazu, dass sie sich tendenziell an einer Umfangsposition konzentriert, an der der Bodenteil der Tasche 12 liegt. Diesbezüglich ist in der vorliegenden Ausführungsform der Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche 16, die die Innenfläche der Tasche 12 bildet, an dem unteren Teil 30, der dem Bodenteil der Tasche 12 entspricht, am größten, und er nimmt ab, wenn der Abstand zu dem unteren Teil 30 an dem Seitenteil 31 zunimmt. Wenn daher die Kugel 4 in die Tasche 12 eingeführt wird, kann eine Verspannung, die in dem unteren Teil 30 hervorgerufen wird, abgebaut werden, um in effizienter Weise zu verhindern, dass der untere Teil 30 geschädigt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Krümmungsradius der äußeren Seitenführungsfläche 19 in der Innenfläche der Tasche 12 kleiner als der Maximalwert (und der Minimalwert) des Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche 16 (siehe 7B). Daher kann die Kugel 4, die in die Tasche 12 eingeführt ist, durch zwei äußere Seitenführungsflächen 19 in Form eines Paares festgehalten werden. Wenn daher das Nabenbaugruppenlager 1 montiert wird, besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass die Kugel 4 aus der Tasche 12 herausfällt, und daher kann das Nabenbaugruppenlager 1 effizient montiert werden.
[Zweite Ausführungsform]
Die zweite Ausführungsform wird mit Verweis auf 8 bis 10B beschrieben.
In einem Nabenbaugruppenlager 1a gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein geneigter Käfig 5a ferner ein Randteil mit großem Durchmesser 26 an dem Endteil, das axial auf der einen Seite liegt. Das Randteil mit großem Durchmesser 26 besitzt eine ringförmige Gestalt mit einem größeren Durchmesser als das Randteil mit kleinem Durchmesser 10, es ist koaxial in Bezug auf das Randteil mit kleinem Durchmesser 10 angeordnet und ist mit dem axial auf der einen Seite liegenden Endteil jedes von mehreren Pfostenteilen 11a verbunden. Ein Teil, der durch vier Seiten des Randteils mit kleinem Durchmesser 10, des Randteils mit großem Durchmesser 26 und zwei Pfostenteilen 11a, die in einer Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, umgeben ist, ist als eine Tasche 12a gebildet, die geeignet ist, die Kugel 4 drehbar zu halten. Der gesamte geneigte Käfig 5a gemäß der vorliegenden Ausführungsform einschließlich des Randteils mit großem Durchmesser 26 wird ebenfalls durch Spritzgießen mit axialem Ziehen hergestellt.
In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein radialer äußerer Seitenteil (ein Teil, der radial außerhalb der Trennungslinie 15 liegt) einer Innenfläche der Tasche 12a die axial liegende Seitenfläche A2 des Randteils mit großem Durchmesser 26 und einen radialen äußeren Seitenteil einer Umfangsseitenfläche jedes Pfostenteils 11a. Der eine axial liegende Seitenteil des radialen äußeren Seitenteils der Innenfläche der Tasche 12a ist als eine äußere Seitenführungsfläche 19a gebildet, die die andere axial liegende Seitenfläche des Randteils mit großem Durchmesser 26 enthält.
Die äußere Seitenführungsfläche 19a ist eine konkave gekrümmte Oberfläche, die entlang der Abrollfläche der Kugel 4 gekrümmt ist und einen Krümmungsradius hat, der geringfügig größer ist als der Krümmungsradius der Kugel 4. Jedoch ist die konkave gekrümmte Oberfläche nicht eine konkave gekrümmte Oberfläche (eine konkave Kugelfläche), die gänzlich einen gleichbleibenden Krümmungsradius hat. Das heißt, die äußere Seitenführungsfläche 19a gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in drei Abschnitte in der gleichen Weise unterteilt wie die innere Seitenführungsfläche 16. Insbesondere ist die äußere Seitenführungsfläche 19a in drei Teile unterteilt, d. h., einen Bodenteil bzw. unteren Teil 33, der in einem Zwischenteil in Umfangsrichtung liegt, und in zwei Seitenteile 34 in Form eines Paares, die auf beiden Umfangsseitenteilen angeordnet sind, und der untere Teil 33 und die Seitenteile 34 sind über eine Grenzlinie 35 miteinander in Kontakt. Wie in 10A und 10B gezeigt ist, ist ein Krümmungsradius des unteren Teils 33 größer als ein Krümmungsradius des Seitenteils 34. Der Krümmungsradius des Seitenteils 34 nimmt bei zunehmendem Abstand von dem unteren Teil 33 in einer Richtung der Drehachse β der Kugel 4 ab. Wenn die vorliegende Erfindung eingerichtet wird, kann die Grenzlinie 35 des unteren Teils 33 und des Seitenteils 34 an einer Position angeordnet sein, die sich von der dargestellten Position unterscheidet. Wenn die vorliegende Erfindung umgesetzt wird, kann die äußere Seitenführungsfläche eine konkave gekrümmte Oberfläche (eine konkave Kugelfläche) sein, die gänzlich einen gleichbleibenden Krümmungsradius hat.
In dem Nabenbaugruppenlager 1a gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das den zuvor beschriebenen Aufbau hat, ist der Krümmungsradius jeweils der inneren Seitenführungsfläche 16 und der äußeren Seitenführungsfläche 19a an den unteren Teilen 30, 33 am größten, und er nimmt mit zunehmendem Abstand von den unteren Teilen 30, 33 an den Seitenteilen 31, 34 ab. Wenn daher die Kugel 4 in die Tasche 12a eingeführt wird, insbesondere, wenn die Kugel 4 durch eine Öffnung auf einer Außendurchmesserseite (oder einer Innendurchmesserseite) der Tasche 12a in die Tasche 12a eingeführt wird, während eine Breite der Öffnung elastisch vergrößert wird, kann eine Verspannung, die in den unteren Teilen 30, 33 der inneren Seitenführungsfläche 16 und der äußeren Seitenführungsfläche 19a hervorgerufen wird, abgebaut werden, um dadurch wirksam zu verhindern, dass die unteren Teile 30, 33 geschädigt werden.
Andere Aspekte des Aufbaus und Auswirkungen beim Betrieb der vorliegenden Ausführungsform sind gleich zu denjenigen in der ersten Ausführungsform.
Das Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die erste Generation des Nabenbaugruppenlagers beschränkt, und sie kann auf Nabenbaugruppenlager einer anderen Generation angewendet werden, etwa ein Nabenbaugruppenlager der zweiten Generation und ein Nabenbaugruppenlager der dritten Generation. Das Kugellager mit abgewickeltem Kontakt gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das Nabenbaugruppenlager beschränkt, und es kann auch auf ein einreihiges oder doppelreihiges Kugellager mit abgewickeltem Kontakt, die in diversen mechanischen Einrichtungen eingebaut sind, angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1, 1a: Nabenbaugruppenlager
2: äußerer Ring bzw. Außenring
3: innerer Ring bzw. Innenring
4: Kugel
5, 5a: geneigter Käfig
6: äußerer Laufring
7: innerer Laufring
8: Innenraum
9: Kombinationsdichtring
10: Randteil mit kleinem Durchmesser
11, 11a: Pfostenteil
12, 12a: Tasche
13: fixierte Form
14: bewegliche Form
15: Trennungslinie
16: innere Seitenführungsfläche
17: innere Seitenrückzugsfläche
18: Grenzlinie
19, 19a: äußere Seitenführungsfläche
20: äußere Seitenrückzugsfläche
21: Grenzlinie
22: Stufenfläche
23: Stufenfläche
24: einrastender Vorsprung
25: Rastnut
26: Randteil mit großem Durchmesser
27: Verbindungsteil
28: radiale äußere Endkante
29: radiale innere Endkante
30: unterer Teil bzw. Bodenteil
31: Seitenteil
32: Grenzlinie
33: unterer Teil bzw. Bodenteil
34: Seitenteil
35: Grenzlinie
A1: axial liegende eine Seite
A2: axial liegende andere Seite
ST: Strömung des Schmiermittel
DR: Drehrichtung der Kugel
R16: Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche
R19: Krümmungsradius der äußeren Seitenführungsfläche
R16A: Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche
R19A: Krümmungsradius der äußeren Seitenführungsfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010 A [0003]
JP 2018059546 A [0003]
JP 2010127323 A [0003]

Claims

Ein geneigter Käfig, der derart ausgebildet ist, dass der gesamte geneigte Käfig integral aus Kunstharz hergestellt ist, wobei der geneigte Käfig aufweist: ein ringförmiges Randteil mit kleinem Durchmesser; ein Pfostenteil, das geneigt ist und sich von mehreren Positionen mit gleichen Abständen in Umfangsrichtung des Randteils mit kleinem Durchmesser radial sich so nach außen erstreckt, dass es nahe an der einen axial liegenden Seite des geneigten Käfigs ist; und eine Tasche, die ausgebildet ist, eine Kugel drehbar zu halten, und die ein Teil ist, der von dem Randteil mit dem kleinen Durchmesser und einem Paar der Pfostenteile, die in einer Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, umgeben wird, wobei eine Innenfläche der Tasche aufweist: eine axial liegende Seitenfläche des Randteils mit kleinem Durchmesser; eine innere Seitenführungsfläche, die eine konkave gekrümmte Oberfläche ist, die das andere axial liegende Seitenteil eines radialen inneren Seitenteils bildet; und eine äußere Seitenführungsfläche, die eine konkave gekrümmte Oberfläche ist, die das eine axial liegende Seitenteil eines radialen äußeren Seitenteils bildet, wobei ein Teil der Innenfläche der Tasche, der von der inneren Seitenführungsfläche und der äußeren Seitenführungsfläche abweicht, eine zurückgezogene Fläche ist, die an einer Position liegt, die von einer Abrollfläche der Kugel in Bezug auf die innere Seitenführungsfläche und die äußere Seitenführungsfläche zurückgezogen ist, und wobei die innere Seitenführungsfläche und die äußere Seitenführungsfläche durch die zurückgezogene Fläche getrennt sind.
Der geneigte Käfig nach Anspruch 1, wobei ein axial auf einer Seite liegendes Endteil des Säulenteils ein freies Ende ist, wobei ein Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche an einem Zwischenteil in Umfangsrichtung am größten ist, und der Krümmungsradius der inneren Seitenführungsfläche mit zunehmendem Abstand von dem Zwischenteil in Umfangsrichtung an beiden Umfangseitenteilen abnimmt, wobei ein Krümmungsradius der äußeren Seitenführungsfläche kleiner ist als der Krümmungsradius des Zwischenteils in Umfangsrichtung der inneren Seitenführungsfläche.
Der geneigte Käfig nach Anspruch 1, der ferner aufweist: ein Randteil mit großem Durchmesser, das eine ringförmige Gestalt mit einem größeren Durchmesser als derjenige des Randteils mit kleinem Durchmesser hat und koaxial zu dem Randteil mit kleinem Durchmesser angeordnet ist und mit dem axial auf einer Seite liegenden Endteil des Pfostenteils verbunden ist, wobei ein Teil, der von dem Randteil mit kleinem Durchmesser, dem Randteil mit großem Durchmesser und zwei der Pfostenteile, die benachbart zueinander in Umfangsrichtung angeordnet sind, umgeben ist, als die Tasche gebildet ist, wobei die äußere Seitenführungsfläche eine konkave gekrümmte Oberfläche ist, die die andere axial liegende Seitenfläche des Randteils mit großem Durchmesser enthält, und wobei ein Krümmungsradius jeweils der inneren Seitenführungsfläche und der äußeren Seitenführungsfläche an einem Zwischenteil in Umfangsrichtung am größten ist, und der Krümmungsradius jeweils der inneren Seitenführungsfläche und der äußeren Seitenführungsfläche mit zunehmendem Abstand von dem Zwischenteil in Umfangsrichtung an beiden Umfangsseitenteilen abnimmt.
Ein Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt, das aufweist: ein äußeres Ringelement mit einem abgewinkelten äußeren Laufring auf einer inneren peripheren Fläche; ein inneres Ringelement mit einem abgewinkelten inneren Laufring auf einer äußeren peripheren Fläche; mehrere Kugeln, die zwischen dem äußeren Laufring und dem inneren Laufring angeordnet sind; und einen Käfig, der ausgebildet ist, die mehreren Kugeln zu halten, wobei der Käfig ein geneigter Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ist.
Das Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt nach Anspruch 4, wobei das Kugellager mit abgewinkeltem Kontakt als ein Nabenbaugruppenlager verwendet ist, das ausgebildet ist, ein Rad eines Fahrzeugs auf einer Aufhängung drehbar zu halten.